走近零碳|固体废物园区化协同处理是否有效,“协同”运作是关键
·从天马园区和零碳绿谷的实践来看,固体废物园区的协同处理方法侧重于能源和资源的共享和回收。在这个过程中,协同运营非常重要和困难。
·“合作”不仅需要决心,还需要综合考虑整体规划。如果这种模式可行,不仅有助于处理垃圾“吃不饱”的问题,还有助于发展循环经济。
目前,垃圾焚烧发电厂在东部沿海发达城市和中西部地区都有不同程度的“不足”。本报研究所的研究人员发现,这种现象已经持续了2到3年。
目前,“吃不饱”的问题主要有两种解决方案:一是利用生活垃圾焚烧设施,协同处理生活垃圾和工业固体废物;二是再次挖出埋地多年的旧垃圾,供垃圾焚烧发电厂处理后使用。但这种方法受到垃圾存量的限制,难以从根本上解决“吃不饱”的问题。
总的来说,生活垃圾和工业固体废物的协同处理可以更好地处理垃圾焚烧厂的垃圾“吃不饱”问题。这意味着有必要进一步探索如何在公园内协同处置固体废物。
2024年6月,ThePaper与上海发展战略研究所“接近零碳”联合课题组前往上海零碳建设园区——天马无废绿色产业园(以下简称“天马园区”)、浦发零碳绿谷(原“黎明生态园”,以下简称“零碳绿谷”)进行调研。
调查发现,天马园区在经营中重视协同管理、资源共享。天马生活垃圾焚烧厂的垃圾,70%是生活垃圾,其它30%是通过协同处理获得的。公园内湿垃圾、建筑垃圾处理厂产生的可燃残渣、公园内运输的工业固体废物和市政污泥均可进入垃圾焚烧发电厂协同处置。从单一的垃圾处理功能区,到绿色低碳循环经济产业园,零碳绿谷通过探索固废资源循环利用的发展模式。
天马公园:共享能源,资源,
每天,标有“上海城市投资”的垃圾运输车辆将从上海松江区或青浦区运输生活垃圾、建筑垃圾、市政污泥等。到同一个终点——天马公园。公园位于上海松江区佘山镇,北部靠近青浦区,总面积约1000亩。
乘坐天马公园内的“观光烟囱”电梯,一路上升,到达最高点向窗外望去,公园内的垃圾处理站一目了然。垃圾按分类进入生活垃圾焚烧厂、湿垃圾资源处理站、建筑垃圾资源处理站和污泥干燥处理厂。
天马园区可以协同处理五种固体废物——生活垃圾、污泥、工业固体废物、湿垃圾和建筑垃圾。每天大约有3500吨干垃圾、530吨湿垃圾、1800吨建筑垃圾和240吨市政污泥,在这里可以利用能源,如154.6万千瓦时电能、3.5万立方沼气、12吨粗油和7.5万元再生砖。
公园实现蒸汽共享、沼气共享、污水处理设施共享、可燃残渣焚烧共享、管理信息共享、办公设施共享,通过协同管理和资源共享的运营模式。天马公园总经理杨韬称这种运营模式为“固体废物公园化”。
首先,资源共享可以减少资源消耗。湿垃圾处理过程中产生的异味,收集后通过管网运输到垃圾焚烧厂焚烧,可以减少异味处理剂的使用,节约设备能耗;垃圾焚烧厂产生的循环冷却水经过处理后,可以变成回用水,继续用于生产。
其次,能源共享可以降低能源消耗。垃圾焚烧发电厂产生的电和湿垃圾处理中沼气产生的电可以直接用作生产能源;垃圾焚烧发电厂产生的蒸汽可以作为其他垃圾处理厂的能源供应。比如湿垃圾的资源化处理站需要在湿垃圾除油过程中加热,然后就可以使用生活垃圾焚烧厂产生的蒸汽。
杨韬笑着说,天马公园不仅能源和资源共享,还“共享”了自己。目前,他负责公园的整体运营和管理,公园已经完成了垃圾的协同处置。
在实践中,天马公园也经历了整合的痛苦。天马生活垃圾焚烧发电厂是公园最早建成的,第一个项目于2016年投入使用。2018年上下,焚烧发电站二期、湿垃圾资源化处理站、建筑垃圾资源化处理站几乎同时开工建设,并于2021年投入使用。起初,公园内三家企业的合作并不充分。
为实现园区管理,天马园区集团上海环境集团有限公司下定决心,由一人管理园区内三家企业(天马生活垃圾焚烧厂、湿垃圾资源处理站、建筑垃圾资源处理站),建立统一的园区管理架构。2020年整合后,园区整体精简,人员减少近三分之一。他说:“这些年过去了,我们可以看到一些更好的结果。陈韬提到,通过园区协同管理,一是一揽子解决城市固体废物问题;第二,与同规模的单个项目相比,可以节省土地;第三,共同创建和共享园区设施后,可以通过协同提高能源效率和管理效率。
据统计,2023年天马公园共发电5.64亿千瓦时,除公园自用部分外,其它4.71亿千瓦时输送至国家电网;除发电和满足公园自用外,共产生272.26万吨蒸汽,通过专用管道直接供应给周边工业园区的公司;生物柴油制备共产生7000吨粗油,替代化石能量相当于减排3.2万吨二氧化碳。
碳绿谷:能源和资源的循环利用
与天马公园共享的运营理念不同,零碳绿谷更注重能源和资源回收。“我们主要考虑的是如何在稳定处理垃圾的同时,找到高价值、高水平的应用方向,将各种固体废物转化为再生产品或绿色能源。”上海黎明资源回收有限公司总经理陈卫华向公园沙盘介绍。
位于上海浦东曹路镇东的零碳绿谷,占地3450亩,浦东近一半的生活垃圾将在此处理。黎明资源再利用中心(垃圾焚烧发电厂)、有机固体废物处理厂、建筑装饰废物资源利用处理厂、沼气发电站、渗滤液处理厂、紧急生活垃圾填埋场均位于园区内。2023年,园区固体废物年处理总量超过143万吨,年发电量超过3亿度,对外供热近5万吨,固体废物资源利用率达到98.8%,废水回用率达到49.2%。
通过“资源-商品-废物-再生资源-再生产品”的闭环经济新模式,零碳绿谷最终将废物转化为商品。例如,湿垃圾和建筑垃圾经公园内有机固体废物处理厂和建筑装饰垃圾资源处理厂处理后,分别变成毛油和再生骨料,然后加工成再生产品进行回收。
有机固体废物处理厂主要处理浦东餐饮垃圾和居民厨余垃圾。经处理后,近3%的湿垃圾被提炼成毛油,用于炼制生物柴油。每吨剩余物质预计可产生80立方米的沼气,用于网络发电。建筑物装饰垃圾资源利用处理厂,主要为浦东12条街道的老旧小区服务。处理厂收集分散在各个集散点的建筑装饰垃圾,通过破袋、筛选、风选、粉碎、分级筛选等方式形成四种不同粒径的再生骨料。回收骨料可以代替天然砂石,作为节能低碳建筑材料回收利用。
浦发零碳绿谷回收一体化示意图。来源:浦发零碳绿谷
零碳绿谷从单一的垃圾处理功能区,通过探索固体废物资源回收的发展模式,转变为绿色低碳循环经济产业园。零碳绿谷的发展可以追溯到1998年建成的第一个紧急生活垃圾填埋场。2010年和2015年,第一和第二个填埋场停止垃圾填埋并关闭。公园于2011年开始对填埋场周边进行整体规划。2014年,垃圾焚烧发电厂建成投产,上海黎明资源再利用有限公司负责我厂的整体运营和后续园区管理。有机质固废处理厂(一、二期)于2015年至2020年、一批资源化处理项目,如建筑装修垃圾资源利用处理厂、沼气发电站、渗滤液处理厂等,相继建成。
如今,零碳绿谷构成了五大废物处理产业链:生活垃圾、厨余垃圾、建筑装饰垃圾、农林垃圾和渗滤液。据了解,园区正在制定新的五年规划,促进固体废物资源的高水平利用。园区以“无废城市”建设方案为目标,结合当前产业和优势,布局开发灰渣、炉渣资源化处理、生物沼气转化为氢基能源、废轮胎资源利用等重点产业。
推进和探索固废园区化协同处理
从天马公园和零碳绿谷的实践可以看出,两个公园的发展模式相似,但运营理念不同。前者侧重于能源和资源的协同共享,后者侧重于回收利用。然而,两个公园的发展都以垃圾焚烧发电厂为起点和核心,通过公园的整体运营,实现了不同垃圾的协同处置。
事实上,固体废物公园的协同处理已经成为一种发展趋势。近年来,政策和实践都在不断推进,但仍需进一步发展。
另一方面,国家层面早就布局了类似的方法,鼓励发展固废园区化协同处置。比如2016年10月,《住房和城乡建设部等部门关于进一步加强城市生活垃圾焚烧处理的意见》提出,积极开展静脉工业园区、循环经济工业园区、静脉特色城镇建设,协调生活垃圾、建筑垃圾、厨余垃圾等不同类型的垃圾处理,形成一体化项目群,实现园区内各类垃圾的有效处理,提高能源综合利用效率。
静脉工业园区运行示意图。
实际上,在全国范围内,新增静脉工业园区的数量已经显著增加。根据前瞻产业研究院的数据,2018年和2019年上半年,新增静脉产业园分别为9个和13个,投资分别达到100亿元和198亿元。其中,河南、江苏、浙江等地布置了大量静脉工业园区。与垃圾焚烧发电厂相结合,一些循环经济产业园进行垃圾协同处置,实现能源、资源的循环利用。比如北京朝阳循环经济产业园、广东南海固体废物处理环保产业园、中节能(临沂)生态循环产业园、江苏吴中静脉产业园、呼和浩特市循环经济环保科技示范园等。
另外,固废园区化协同处置的最新国家标准颁布,反复强调“协同”,反映了未来垃圾处理的发展趋势。
今年2月,住房和城乡建设部发布了《生活垃圾处理工业园区技术要求(修订征求意见稿)》(以下简称“标准”)。协同方面,标准提到:城市垃圾处理工业园区具有协同处理、协同分享、协同消耗的能力。也就是说,类似属性的垃圾可以协同处理,功能相同的设施可以协同分享,固体废物可以协同消耗。
然而,固废园区化的协同处理方式,重在“协同”,也难在“协同”。这种模式的缩影是天马园区、零碳绿谷的发展实践,符合未来的发展趋势,也反映了一些问题。园区实践探索表明,要复制这种模式的发展经验,不仅需要加强园区内部的运营管理,还需要在机制上协调相关部门,根据垃圾量和目前的处理设施,提前合理规划,做好区域协调。如上标准所述,在“选址”问题上强调,园区建设规模应与业务范围内的垃圾量相适应。对于生活垃圾日产量低于300吨的小城市或城市,应协调区域,与相邻城市共建共享园区。它还进一步表明,“协同”不仅需要决心,而且需要在统筹规划上综合考虑。
总之,在现有发展的基础上,需要突破发展障碍,进一步探索更高效的运营模式,提高垃圾利用效率,实现更多的资源和能源转换。要实现以垃圾焚烧发电厂为核心的园区运营,关键在于积极探索如何实现能源、资源的共享协同和回收利用。若这种模式可行,不但有助于处理垃圾“吃不饱”的问题,而且有助于发展循环经济,使园区真正“吃好”垃圾。
[ 写作:谷晓丹;主题负责人:张俊,李显波;主题协调:田春玲;主题组成员; :谷晓丹、戴跃华、徐定欣。感谢上海市经济和信息化委员会和上海市节能环保服务业协会对本次调查的协助。 ]
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